Un experiment inovator cuantic a confirmat recent realitatea „acțiunii înfricoșătoare la distanţă” – fenomenul bizar urât de Einstein – în care particulele conectate, aparent comunică cu o viteză mai mare decât cea a luminii.
Şi în total a fost necesar de 12 echipe de fizicieni din 10 ţări, peste 100 000 de jucători voluntari şi peste 97 de milioane de unități de date – toate fiind generate manual la întâmplare.
Voluntarii au operat din locații din întreaga lume, jucând un joc video online pe 30 noiembrie 2016, care a produs milioane de biți sau „cifre binare” – cea mai mică unitate de date în informatică.
Fizicienii au folosit acești biți aleatorii în aşa numitele testele Bell (en), concepute pentru a arăta că particulele inseparabile, sau altfel spus, particulele a căror stări sunt legate în mod misterios, pot cumva transfera informații mai repede decât poate călători lumina şi acestea par să „aleagă” stările lor în momentul în care sunt măsurate.
Constatările lor, recent prezentate într-un nou studiu, au contrazis descrierea lui Einstein a unei stări cunoscute ca „realism local”, a declarat pentru Live Science (en), co-autorul studiului, Morgan Mitchell, profesor de optică cuantică la Institutul de Științe Fotonice din Barcelona, Spania.
„Noi am arătat că viziunea lui Einstein asupra realismului local, în care lucrurile au proprietăți indiferent de faptul dacă le observați sau nu şi că nimic nu poate călători mai rapid ca lumina, nu poate fi adevărată – cel puțin unul dintre aceste lucruri trebuie să fie fals”, a spus Mitchell (en).
Acest lucru introduce probabilitatea a două scenarii incredibile: Fie că observațiile noastre după lume, de fapt o schimbă, fie că particulele comunică între ele într-o manieră pe care nu o putem vedea s-au influenţa.
„Sau posibil, ambele”, a adăugat Mitchell.
Vedeţi şi: 10 curiozitaţi din fizică şi lucruri ciudate
Viziunea lui Einstein asupra lumii – este adevărată?
Începând cu anii 1970, fizicienii au testat credibilitatea realismului local (en) folosind experimentele numite teste Bell, pentru prima dată propuse în anii 1960 de fizicianul irlandez John Bell.
Pentru a efectua aceste teste Bell, fizicienii compară măsurătorile alese la întâmplare, cum ar fi polarizarea a două particule inseparabile (entangled), aşa ca fotonii, care există în locații diferite.
Dacă unul din fotoni este polarizat într-o direcție (de exemplu, în sus), celălalt va rămâne lateral numai un anumit procent din timp.
Dacă numărul de ori, în care măsurătorile particulelor se reflectă reciproc, depășesc acest prag – indiferent de ce particule sunt sau ordinea în care sunt selectate măsurătorile – aceasta sugerează că particulele separate „aleg” starea lor numai în momentul în care sunt măsurate.
Şi aceasta implică faptul că particulele pot comunica instantaneu una cu cealaltă – aşa-numita acțiune înfricoșătoare la distanţă, ce la deranjat atât atât de mult pe Einstein.
Vedeţi şi: Pentru prima dată, “Acțiunea Înfricoșătoare” a lui Einstein a fost demonstrată la scară mare
Aceste răspunsuri sincronizate, contrazic astfel noțiunea de existenţă cu adevărat independentă, o concepție ce formează fundamentul principiului realismului local pe care se bazează regulile mecanicii clasice.
Dar, de repetate ori, testele au arătat că particulele inseparabile demonstrează stări corelate ce depășesc pragul; că lumea este, într-adevăr înfricoșătoare; şi că Einstein a greşit.
Cu toate acestea, testele Bell necesită ca alegerea a ceea ce trebuie să fie măsurat să fie cu adevărat la întâmplare.
Şi acest lucru este greu de efectuat, deoarece factori nevăzuți pot influenţa selecția cercetătorilor, şi chiar generarea de date aleatoare a computerelor nu este cu adevărat aleatoare.
Acest lucru crează un defect în testele Bell, cunoscute sub denumirea de lacuna libertății de alegere – posibilitatea ca „variabilele ascunse” să influențeze setările utilizate în experimente, au notat oamenii de știință.
Dacă măsurătorile nu sunt cu adevărat aleatoare, testele Bell nu pot exclude definitiv realismul local.
Pentru noul studiu, cercetătorii aveau nevoie să adune o cantitate enormă de date produse de om, pentru a fi siguri că integrează date cu adevărat aleatorii în calculele lor.
Aceste date le-au permis să efectueze cel mai amplu test al realității locale făcut vreodată, şi în acelaş timp, le-a permis să închidă lacunele persistente, susțin cercetătorii.
„Realismul local este o întrebare la care noi nu putem răspunde pe deplin cu o maşină”, a spus Morgan într-o declaraţie (en).
„Se pare că noi înșine trebuie să facem parte din experiment, pentru a păstra universul cinstit”.
Generator de numere întâmplătoare
Încercarea lor, numită Big Bell Test, a implicat jucătorii – sau „Bellsters” – într-un joc online numit Big Bell Quest.
Jucătorii rapid şi repetat apăsau două butoane de pe un ecran, cu valori unul şi respectiv zero.
Selecțiile lor au fost transmise la laboratoarele de pe cinci continente, unde aceste alegeri întâmplătoare a participanților au fost folosite pentru a selecta setările de măsurare pentru compararea particulelor inseparabile, au declarat cercetătorii.
Fiecare dintre laboratoare a efectuat diferite experimente folosind diferite particule – atomi separați, grupuri de atomi, fotoni şi dispozitive supraconductoare – şi rezultatele lor au arătat „un dezacord puternic cu realismul local” într-o varietate de teste, potrivit studiului, care a fost publicat pe 9 mai în revista Nature.
De asemenea, experimentele au demonstrat o similaritate uluitoare între oameni şi particulele cuantice, asociate cu randomizarea şi voința liberă.
Dacă măsurătorile din testele Bell influenţate de om au fost cu adevărat întâmplătoare – nu au fost influențate de însăşi particulele inseparabile – atunci comportamentele oamenilor şi a particulelor au fost întâmplătoare, a explicat Mitchell (en).
„Dacă noi suntem liberi, atunci şi ele sunt”, a spus el.
Lasă un răspuns